Плямистий ліхтар, інвазивний вид, який швидко поширюється в Сполучених Штатах, очевидно, отримав значну еволюційну перевагу, адаптувавшись до міського середовища, спочатку в Китаї, а тепер і на нових територіях Америки. Нещодавні геномні дослідження показують, що життя в містах, можливо, підготувало цих комах до більшої стійкості до стресових факторів, таких як спека та пестициди, що прискорило їхнє поширення східною частиною Сполучених Штатів.
Еволюційний ефект інкубатора
Дослідники Нью-Йоркського університету під керівництвом біолога Феллона (Фанга) Менга виявили чіткі генетичні відмінності між популяціями плямистих ліхтариків у міських і сільських районах Шанхаю, Китай. Незважаючи на те, що їх віддаляє лише близько 30 кілометрів одна від одної, ці популяції демонструють драматичні генетичні відмінності. Ймовірно, це пов’язано з обмеженим діапазоном польоту комах, оскільки вони потребують постійного харчування рослинами-господарями, такими як інвазивне райське дерево.
Міські ліхтарі еволюціонували з підвищеною стійкістю до тепла та підвищеною здатністю метаболізувати токсини, включаючи пестициди. Ця адаптація робить їх більш придатними для процвітання в забруднених і складних середовищах.
Розширення США: шаблон повторюється
Дослідження, опубліковане в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, виявило, що популяції ліхтариків у США мають ті самі генетичні адаптації, що й у їхніх міських китайських аналогів. Це свідчить про те, що ті самі еволюційні фактори, присутні в густонаселених містах, сприяють їхньому успіху в Північній Америці.
Дослідники визначили три ключові події в недавній історії ліхтарика. До них відноситься швидка урбанізація Шанхаю понад 170 років тому, поява комахи в Південній Кореї в 2004 році та її перше відкриття в Пенсільванії в 2014 році. Кожне вузьке місце представляє період, коли невелика популяція-засновник утвердилася, приносячи з собою вже існуючі адаптації для виживання в міському середовищі.
Економічні та екологічні ризики
Ліхтарник крапчастий становить значну економічну загрозу. Дослідження 2019 року підрахувало, що неконтрольоване поширення тільки в Пенсільванії може коштувати 324 мільйони доларів на рік. Комахи послаблюють рослини, висмоктуючи сік і виділяють цукристі відходи, які сприяють розвитку сажистого гриба. Вони навіть впливають на виробництво меду, оскільки бджоли іноді збирають нектар із цукрових відходів замість квітів, надаючи меду димчастий смак.
Здатність комахи адаптуватися також викликала занепокоєння щодо її здатності перемикатися між рослинами-господарями. Хоча він віддає перевагу райському дереву, він може харчуватися виноградом, хмелем, кленами та фруктовими деревами, потенційно порушуючи сільське та лісове господарство.
Наслідки для зусиль контролю
За словами Зака Ладіна, еколога з Делаверського університету, ці нові генетичні дані можуть мати вирішальне значення для уповільнення поширення ліхтарика. Розуміння того, які гени сприяють стійкості до токсинів, може дозволити більш цілеспрямовані стратегії хімічного контролю, зменшуючи ризик подальшого розвитку стійкості.
«З точки зору хімічного контролю, тепер у нас є деякі гени, на які можна націлити, що може бути важливим, щоб ми не просто викликали стійкість до певних хімічних речовин», — каже Ладін.
Дослідження підкреслює зв’язок між урбанізацією та динамікою інвазивних видів. Часто ці дві основні сили вивчають окремо, але їхній спільний вплив може бути несподівано потужним. Історія про плямистого ліхтарика є яскравим нагадуванням про те, що розуміння цих взаємодій є життєво важливим для управління екологічними ризиками у світі, що швидко змінюється.
